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📜  摩擦类型

📅  最后修改于: 2021-06-24 23:24:17             🧑  作者: Mango

摩擦力是指两个相互滑动或试图滑动的表面之间的力。例如，当您尝试沿地板推书时，摩擦会使其变得困难。摩擦力始终沿与对象移动或试图移动的方向相反的方向起作用。摩擦总是会降低运动物体的速度。

摩擦力的大小取决于制作两个表面的材料。表面越粗糙，产生的摩擦越大。摩擦也会产生热量。如果双手快速摩擦，您会感到它们变暖。

摩擦的优点

  • 摩擦是多种运动的原因
  • 它可以帮助我们在地面上行走
  • 汽车中的制动器利用摩擦力使汽车停止
  • 由于摩擦，小行星在到达地球之前先在大气中燃烧。
  • 当我们搓手时，它有助于产生热量。

摩擦的缺点

  • 摩擦会产生不必要的热量，从而浪费能量。
  • 摩擦力的作用方向相反，因此摩擦会减慢运动对象的运动。
  • 森林火灾是由于树枝之间的摩擦引起的。
  • 通过使用润滑脂和上油剂等技术，大量的钱可用于防止摩擦以及由摩擦引起的通常的磨损。

摩擦类型

摩擦基本上有四种类型：

  1. 静摩擦力
  2. 滑动摩擦
  3. 滚动摩擦
  4. 流体摩擦

静摩擦力

当物体停放在表面上时，它会作用于物体上。例如，如果您在树林里远足，则每次踩脚时鞋子和步道之间都会有静摩擦。没有这种静摩擦，脚就会从您的脚下滑落，从而难以行走。实际上，这就是如果您尝试在冰上行走会发生的情况。那是因为冰非常滑并且摩擦很小。

滑动摩擦

当物体在表面上滑动时，摩擦力作用于它们。滑动摩擦比静摩擦弱。这就是为什么在开始移动家具时要比在第一位置移动家具要容易的多。例如，每次使用自行车的制动器时，制动片和自行车轮辋之间都会有滑动摩擦。这种摩擦会使滚轮变慢，因此您可以停下来。

滚动摩擦

当物体在表面上滚动时，摩擦力作用在物体上。它比滑动摩擦或静摩擦弱得多。这就解释了为什么大多数形式的地面交通工具都使用轮子，包括自行车，汽车，四轮车，溜冰鞋，踏板车和滑板。例如：该车轮上的球轴承在转动时会减小内，外气缸之间的摩擦。

流体摩擦

流体摩擦是作用在通过流体移动的对象上的摩擦。流体是可以流动并呈容器形状的物质。流体包括液体和气体。如果您曾经尝试过张开的手穿过浴缸或水池中的水，那么您会遇到流体摩擦。另一个示例可以是游泳者，该游泳者切穿水的边缘，其中水为游泳者提供了流体阻力。

摩擦系数

摩擦系数µ是两个表面之间存在的摩擦量的量度。摩擦系数的值低表示发生滑动所需的力小于摩擦系数高时所需的力。摩擦系数的值由下式给出

μ = \frac{F}{N}

推导摩擦系数

垂直力减小

当物体放置在斜坡上时，表面之间垂直的力会根据倾斜角度而减小。克服摩擦(F r)的所需要的力等于摩擦(μ)的系数乘以倾斜角的余弦(COSθ)乘以物体(W)的重量。有一些数学表可以给出各种角度的余弦值。

F r =μW Cosθ

重力有助于滑动

请注意，当物体在斜坡上时，重力会导致物体滑下坡道或斜坡。的角度(θ罪)的让我们呼叫力(F g)，并将它等于物体的重量(W)次的正弦

F G = W罪θ

角度的正切决定系数

如果将坡道倾斜到足够陡的角度，则F g将变得大于F r ，并且物体将沿倾斜方向滑落。它刚开始滑动的角度由以下公式确定：

μw ^ COSθ= W罪θ

由W和cosθ除以等式的两边，我们得到的方程为摩擦系数，静

μ=黄褐色θ

其中黄褐色θ是角度θ和equals的切线\frac{Sin\theta}{Cos\theta} 。

例如：如果将一本书放在坡道上并更改坡道的角度，直到书本开始滑动，然后测量坡道的角度，则可以确定书本与坡道之间的摩擦系数。如果角度为30度，则30度的切线约为0.58。在这种情况下，那将是静态摩擦系数。即使您增加了书的重量，书仍会以30度滑动。

摩擦系数的样本问题

问题1：将质量为10千克的物体放在光滑的表面上。这两个表面之间的静摩擦力为15N。求出静摩擦系数吗?

解决方案：

问题2：物体的法向力和摩擦力分别为50 N和80N。找到摩擦系数?

解决方案：

问题3：质量为5 kg的粒子在粗糙平面上处于极限平衡状态，该粗糙平面与水平面成30度角倾斜。求出粒子与平面之间的摩擦系数。

解决方案：

问题4：如右图所示，通过15 N的水平力推动水平桌上的5公斤盒子。如果摩擦系数为0.4，则盒子会移动吗?

解决方案：